- •Міністерство освіти і науки молоді та спорту україни криворізький технічний університет
- •Методичні вказівки
- •Лабораторна робота №1 дослідження ефективності застосування систем компенсації реактивної потужності
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис лабораторного стенду
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №2 дослідження ефективності застосування режиму оптимізації енергоспоживання при використанні двигуна постійного струму
- •Основні теоретичні відомості
- •Значення струму збудження, при якому втрати в двигуні при даному завантаженні будуть мінімальні (при роботі двигуна на лінійній ділянці кривої намагнічування – рисунок 2.2), знаходять з умови:
- •Опис лабораторної установки
- •Перетворювачі навантаження:
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №3 дослідження режиму оптимізації енергетичних показників ад з реґульованим джерелом напруги у колі статора
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №4 дослідження складу та функціональних можливостей компютеризованого лабораторного комплексу гідротранспортної системи
- •Технічний опис стенда
- •Порядок роботи зі стендом
- •1. Порядок запуску і зупинки насосів
- •Запуск насоса 1
- •Робота насоса 1
- •Реґулювання технологічних параметрів
- •Контроль технологічних параметрів
- •Порядок відключення насоса 1
- •Запуск насоса 2
- •Робота насоса 2
- •Реґулювання технологічних параметрів
- •Контроль технологічних параметрів
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №5 дослідження енергозберігаючих технологій при використанні гідротранспортних систем
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис лабораторної установки
- •Порядок виконання роботи Регулювання за допомогою турбінного пристрою
- •Регулювання за допомогою засувки
- •Регулювання зміною частоти обертів
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №6 дослідження енергетичних показників еп вентилятора при різних способах реґулювання продуктивністю
- •Основні теоретичні відомості
- •Опис функціональної схеми стенда
- •Порядок виконання роботи Реґулювання за допомогою направляючого апарата
- •Реґулювання за допомогою засувки
- •Реґулювання зміною частоти обертів
- •Контрольні питання
- •Пряме перетворення сонячної енергії в електричну. Дослідження фотоелектричного перетворювача енергії - сонячної батареї
- •Загальні відомості
- •Експериментальна установка
- •Порядок виконання роботи
Лабораторна робота №2 дослідження ефективності застосування режиму оптимізації енергоспоживання при використанні двигуна постійного струму
МЕТА: Вивчити залежність розподілу втрат у двигуні постійного струму (ДПС), а також залежність коефіцієнта корисної дії (ККД) від коефіцієнта завантаження та дослідити режим оптимізації енергоспоживання при впливі на співвідношення втрат у двигуні
Основні теоретичні відомості
У процесі роботи в електричній машині відбувається перетворення одного виду енергії на інший. При цьому частина енергії, яка надходить до машини, розсіюється в окремих її ділянках, перетворюючись на теплоту. Тому корисна потужність на виході двигуна (на валу) завжди менша за потужність на вході (споживаної) на величину сумарних втрат :
,
, (2.1)
.
Сумарні втрати поділяються на втрати, які залежать від навантаження (змінні ) та незалежні від навантаження (постійні ):
. (2.2)
Постійні втрати включають втрати в сталі магнітопровода, механічні втрати та втрати в обмотці збудження (ОЗ):
. (2.3)
Втрати в сталі магнітопровода залежать від величини та частоти зміни потоку:
, (2.4)
де – втрати в сталі при номінальному режимі роботи, Вт;
– діюча і номінальна частота перемагнічування сталі, Гц;
– діючий і номінальний потік, Вб;
– коефіцієнт, що залежить від марки сталі магнітопровода .
Механічні втрати залежать від швидкості обертання двигуна:
, (2.5)
де – механічні втрати при номінальному режимі, Вт;
– номінальна і діюча частоти обертання вала машини, рад/с;
– коефіцієнт, що залежить від типу механічної частини двигуна .
Втрати в ОЗ:
, (2.6)
де – струм, що протікає в ОЗ, А;
– опір ОЗ, Ом.
Втрати в ОЗ пропорційні квадрату струму збудження:
, (2.7)
де – втрати в ОЗ при номінальному режимі, Вт;
– діючий і номінальний струм ОЗ, А.
Змінні втрати складаються з втрат в обмотці якоря двигуна:
, (2.8)
де – струм, що протікає в обмотці якоря, А;
– опір обмотки якоря, Ом.
Втрати в обмотці якоря пропорційні квадрату струму якоря:
, (2.9)
де – втрати в якірному ланцюзі при номінальному режимі, Вт;
– діючий і номінальний струм якоря, А.
Аналіз наведених виразів для розрахунку втрат показує, що електричні втрати в обмотці якоря залежать від навантаження двигуна, тобто є змінними. Що ж стосується магнітних, механічних втрат в ОЗ, то вони практично не залежать від навантаження, тобто їх можна вважати постійними.
ККД двигуна при змінах навантаження також змінює свою величину. У режимі холостого ходу ККД дорівнює нулю, а потім зі збільшенням навантаження ККД зростає, досягаючи максимуму при навантаженні, що відповідає рівності змінних і постійних втрат:
. (2.10)
Залежність втрат і ККД двигуна від навантаження показана на рисунку 2.1.
Рисунок 2.1 – Залежність втрат і КПД двигуна від навантаження
При недовантаженні та цілеспрямованому впливі на двигун існує можливість змінювати у відповідних межах його сумарні втрати, не змінюючи режиму роботи на валу, який характеризується моментом М та кутовою швидкістю . Таким чином, при зміні змінних втрат (зміна навантаження), змінюючи величину постійних втрат і досягаючи їхньої рівності, можна досягти режиму роботи двигуна, що характеризується найменшими втратами.
У ДПС із незалежним збудженням параметром, на який можна впливати (і змінювати величину постійних втрат), є струм ОЗ (при ).